从图2-5及图2-6宏观金相可以看到,两侧柱状晶从熔合线向焊缝中心生长,裂纹位于柱状晶交汇的区域,是焊缝最终凝固的位置;图2-5显示裂纹尺寸中部比上下大,表明裂纹起裂位置位于厚度中心,也是整个焊缝四周向中心最后凝固的位置。根部区域的柱状晶形成方向大致与母材平齐,此种结晶方式非常容易使偏析的杂质在焊缝中心聚集并形成液态薄膜,从而使裂纹的产生具备了一定的条件。对图2-6裂纹区域进行金相光学显微镜观察,裂纹较粗,且呈零散分布,部分并未联通,开裂位置一部分沿先共析铁素体晶界,另一部分沿晶内针状铁素体穿过较粗先共析铁素体,裂纹两侧圆钝并未形成尖锐角,其裂纹微观金相形貌如图2-8所示。
将存在裂纹的对接接头横向拉断,观察其断口形态,如图2-9所示。与受拉应力断裂的位置相比,裂纹断口整齐,呈亮白色。对于裂纹断口采用SEM检测,如图2-10所示。可明显看到整个断口面由表面光滑晶界面组成,且表面有一些尚未凝固的液层在开裂后依附于晶粒表面而凝固,属于非常典型的凝固裂纹断口形貌。
图2-8 裂纹微观金相形貌
图2-9 裂纹拉伸断口
图2-10 裂纹断口SEM图
通过现场生产实践,在FCB埋弧焊焊接完成冷却到室温后,如果存在终端裂纹,进行UT检测则可以立即发现。因此根据上述分析,可以判定FCB终端裂纹属于热裂纹中的结晶裂纹。